Проектирование системы автоматического регулирования для строительных механизмов

                (39)

 

где   – сопротивление щеточного контакта;

ΔUщ = (4 ÷ 2) В – падение напряжения на щётках.

 

 

Передаточный коэффициент  электродвигателя определяется:

 

                                                (40)

 

 

Определим жёсткость  механической характеристики:

 

                                             (41)

 

 

Для определения электромагнитной постоянной времени, определим индуктивность якорной цепи:

 

                               (42)

 

где  Lm – приведённая индуктивность трансформатора

  Lyp – индуктивность уравнительного реактора, принять 10% Lяд.

 

 

Электромагнитная постоянная времени:

 

                                                         (43)

 

 

Определим электромеханическую постоянную времени:

 

                                                     (44)

 

где  – приведённый к валу двигателя суммарный момент инерции механических элементов привода.

 

 

R_яц = 0,09+ 2·2,69+ 2·0,015 + 2·7,89 + 2,19=32,58 Ом

 

 

6 Структурная схема САР

 

Элементами структурной  схемы являются элементарные динамические звенья и сумматоры. Структурная  схема составляется на основе функциональной схемы, согласно которой определяются блоки, через которые проходит сигнал управления.

Все элементы системы  нужно представить их передаточными  функциями.

Передаточная функция  ТП вместе с системой импульсно-фазового управления, как правило, апроксируется  апериодическим звеном первого порядка с постоянной времени в пределах 0,006 ÷ 0,01с, что обусловлено дискретностью подачи отпирающих импульсов и особенностью работы тиристорного преобразователя.

 

                                (45)

 

где  U_тп – выходное напряжение ТП, В;

U_y – напряжение, подаваемое на вход СИФУ;

К_тп – коэффициент передачи ТП.

 

;

 

Коэффициент передачи ТП изменяется в зависимости от величины управляющего напряжения и рассчитывается с использованием регулировочных характеристик Ed₀ = f (а) (рисунок 2):

 

                                          (46)

 

где  ΔЕ_d – относительное значение ЭДС тиристорного

преобразователя, В;

ΔUу – относительное значение напряжения управления, В.

 

ΔЕ_d = Е_d1 - Е_d2 = 480 – 360 = 120 В;

;

 

 

Рисунок 4 – Регулировочные характеристики реверсивного

тиристорного преобразователя

 

Электродвигатель постоянного  тока, при подключении обмотки  возбуждения к постоянному напряжению, работает с постоянным магнитным потоком. Передаточная функция двигателя имеет вид:

 

                                      (47)

 

Т.к. 4Тя > Тм , то

 

     

 

где  

 

 

Якорная цепь ДПТ описывается  передаточной функцией:

 

                                    (48)

 

 

где  Еп – ЭДС преобразователя, В;

Едв – ЭДС двигателя, В;

 

 

Передаточная функция  механической части:

 

                                     (49)

 

 

Для настройки, регулирования  скорости двигателя используем в  качестве регулятора скорости пропорциональный регулятор (П – регулятор), в качестве регулятора тока пропорционально-регулирующий (ПИ) регулятор, передаточная функция которых определяется:

 

                         (50)

 

 

где   (51)

где  Тот – малая постоянная времени токового контура, которая определяется:

                                  Тот = 2 · Ттп (52)

 

Кот – коэффициент обратной связи по току:

 

                                  Кот = Кдт · Кш (53)

 

Коэффициент датчика тока определяется:

 

                                       (54)

 

Коэффициент измерительного шунта определяется:

 

 

                                         (55)

 

где  Uнш – номинальное напряжение шунта;

I_Ш – ток шунта.

 

Кот =0,398 · 0,0025 = 0,00099;

 

Тот = 2 · 0,006 = 0,012;

 

 

При выборе шунта учитываем  ток в якорной цепи двигателя.

 – постоянная времени регулятора тока, определяется:

 

                                            (56)

 

 

Передаточная функция  регулятора скорости определяется:

 

                             (57)

 

где  Тос – малая постоянная времени контура скорости, которая определяется:

 

                                       Тос = 4 · Тmn (58)

 

 Кос – коэффициент обратной связи по скорости, который определяется:

 

 

 

 

                                           (59)

 

где  Umax = 10 В – максимальный сигнал управления;

ω_max = ω_{max дв} – максимальная скорость двигателя;

 

Тос = 4 · 0,006 = 0,024;

 

Датчиком скорости будем  считать тахогенератор, передаточную функцию которого можно представить пропорциональным звеном:

 

                                               W_МГ (р) = К_МГ (60)

 

Для нахождения передаточной функции произведём выбор тахогенератора при соблюдении условия:

n _MR ≥ n _ДВ

Тахогенератор TD – 121:

n_мах = 4500 об/мин;

U_вых/n = 0,72 В/(об/с);

P_вых/n=0,0045Вт(об/с)

I_я=0,037 А

n_мах = 4500 > n_дв = 4200 – условие соблюдается.

 

К_MГ определяется:

                                                 (61)

 

ω_мг = 3,14·1600/30 = 167,46 с^-1 ;

 

 

Передаточная функция  датчика тока определяется:

 

                                                  (62)